中央空调技术节能措施_中央空调系统节能运行管理

1.中央空调系统节能改造方案

2.中央空调节能措施

一、自动控制技术进行控制节能

在智能建筑中通常用楼宇设备自控系统，对中央空调系统末端的新风机、回风机、变风量风机、风机盘管等装置进行状态监视和使用的“精细化”控制，以实现节能的目的。这种对空调末端设备的控制可节能10％-15％，因为不能实现对空调制冷站及空调水系统的智能控制，因此，节能效果不显著。

二、变频器进行控制节能

为降低中央空调系统的能源浪费，宜用通用变频器来控制空调系统的水泵和风机，通过对供、回水压差或温差的集，对水泵和风机进行调节，以达到节能效果。这种控制方法通常可以节约水泵和风机等电机拖动系统的电能约20％，最高可达30％。

三、降低冷却水温度

由于冷却水温度越低，冷机的制冷系数就越高。冷却水的供水温度甸上升1摄氏度，冷机的COP下降近4%，降低冷却水温度就需要加强冷却塔的运行管理。

四、积极利用土壤热源

目前我国南方地区空调系统主要用空气源热泵作为冷热源,由于其"室外机"受环境空气季节性温度变化规律的制约,夏季供冷负荷越大时对应的冷凝温度越高;众所周知,制冷系统冷却水进水温度的高低对主机耗电量有着重要影响;一般推算,在水量一定情况下,进水温度提高1℃,压缩机能耗提升2%,溴化锂主机能耗提高约6%.为此若能寻找到更理想

的新热源形式取代或部分取代目前多用的空气热源,无疑将有广泛的应用前景和明显的节能效果。与地面上环境空气相比,地下5米以下全年土壤温度稳定且约等于年平均温度,可以分别在夏冬两季提供相对较低的冷凝温度和较高的蒸发温度。所以从原理上讲,土壤是一种比环境空气更好的热泵系统的冷热源。

五、提高冷冻水温度

冷冻水温度越高，冷机的制冷效率就越高。冷冻水供水温度提高1摄氏度，冷机的制冷系数可提高3%，所以在日常运行中不要盲目降低冷冻水温度。首先，不要设置过低的冷机冷冻水设定温度。其次，一定要关闭停止运行的冷机的水阀，防止局部冷冻水走旁通管路，否则，经过运行中的冷机的水量就会减少，导致冷冻水的温度被冷机降到过低的水平。

六、新风系统的节能设计

新风系统的合理使用，也可以有效地控制能耗使用量。满足卫生条件的情况下，减少新风量或根据实际需要用变风量系统进行调节。有排风系统的利用室内能量对新风进行预热与预冷处理（即热回收技术）等都能够有效减少空调系统的能耗。

中央空调节能改造主要把目光集中在循环系统上。如果对循环系统进行节电改造，使主机也能间接节电，将是一个很好的中央空调节能方案。事实证明，通过对冷冻泵与冷却泵的合理化控制，不但循环系统自身可节能30%-60%，而且可以促进主机间接节能5%-10%。

中央空调系统中的循环系统、冷却泵与冷冻泵除个别小型机型外，大部分为多泵，随着天气变化而启动不同数量的泵，即：气温高时多开泵，气温低时少开泵。

中央空调系统节能改造方案

中央空调水系统节能技术案例分析

　关于下文总结出中央空调水系统的各项节能率为20.5%～31%，不到三年即可回收节能投资，而且空调系统运行正常，室内温湿度满足要求。那么，我为大家提供中央空调水系统节能技术案例分析，欢迎大家阅读浏览。

　一、冷源改造技术

　对于冷源机房容量选择大，通过台数控制不能满足安全、高效运行的情况，成熟的改造技术有：制冷机组变频控制;水蓄冷;增加低容量机组;扩大空调区域(例如，某高校约三万平米的综合楼的中央空调系统建成后，又将该系统惠及另外三栋共约九百平米的学员楼)等。以下结合有关工程讨论冷源改造技术。

　(一)制冷机组变频改造

　1、制冷机的性能系数COP现状

　2007年就二十二栋国家机构办公楼和大型公共建筑通过测试或根据运行记录计算机组的性能系数COP，其机组的COP普遍低于公共建筑的强制性标准。

　案例一A办公楼安装了三台500RT的离心式冷水机组(2001年投入运行)，压缩机功率340kW。

　三台机组通常只运行一台，即使在天气炎热的情况下，也仅开启两台。通过测试，制冷机组的COP在3.50～4.14之间，低于公共建筑的强制性标准，也低于设计工况的COP。

　案例二B酒店的制冷机组为工频离心式机组(2001年投入运行)，共有4?400USRT的机组，负荷最大时运行两台，机组的设计能效比为5.43。根据2007年10月22～31日对制冷机组运行参数的测试，1#机组的负荷率在41%～76%之间变化，COP值在3.33～4.27之间，低于公建标准。2#机组的负荷率在38%～86%之间变化，其中，在80%～86%的负荷率为10.93%，60%～69%负荷率的概率最大(34.82%)。COP值在2.88～4.62之间，低于公建标准。

　2、制冷主机COP节能改造

　冷水机组99%以上的时间运行在部分负荷工况。通过调节导流叶片开度来调节机组输出冷量的恒速离心机，最高效率点通常在70%～80%负荷左右，负荷率80%时对应的COP为5.885，负荷率100%时对应的COP为5.33，负荷率40%时COP为5.1，随着负荷降低，单位冷量能耗增加较显著。

　变频运行的制冷机，其最高效率点可以在部分负荷下，如40%～50%负荷左右，50%负荷对应的COP为11.95。机组变频控制还能提高机组的功率因数，优化机组启动性能，避开喘振点，提高机组可靠性。

　案例三C有限公司的中央空调用了两台650冷吨离心式制冷机组。于2005年8月20日投入使用，冷水机组用于生产车间空调，24h不间断运行，负荷稳定，标准出水温度，夏天两台运行，冬天单台运行。

　1#机于2007年9月改造为变频制冷机组。经过一年多的运行实践，无论是在大负荷运行或是小负荷运行(只要符合变频条件)，都比工频机组节能。

　根据2007年10月15日10：10～10月16日10：10的测试，两台机组负荷率在60%～67%。每天节省1439 kWh，节能率为20.85%。该机组工频运行的COP为7.03，变频时COP为10.05，即机组工频运行时的COP低，机组的节能效果好。

　如果5～10月(合计6个月)按开两台制冷机组计算(考虑0.8的安全系数)，11月～次年4月(合计6个月)运行一台机组，电费为0.55元 / kwh，每年可为公司节省18.2万元，实际运行表明，节省的运行费用大于18.5万元。

　3、水蓄冷改造

　利用既有的常规冷水机组，改造为水蓄冷的系统。其方法是利用消防水池、原有蓄水设施或建筑物地下室等作为蓄冷容器，增加放冷泵、充冷泵、板式换热器设备。此项改造技术具有如下优点：

　(1)设备安全运行。避免?大马拉小车?;

　(2)节能。系统高负荷运转时间大幅度增加，制冷效率可以提高5%～8%;

　(3)经济效益。投资一般3～4年可以回收。水蓄冷不仅能为用户、为社会创造节能效益，而且创造的经济效益可用于其他节能改造项目，解决节能改造资金瓶颈问题;

　(4)社会效益。平衡电网负荷，充分发挥电站的发电效益，减少电厂投资，净化环境。

　案例四D科技大楼原为常规的中央空调系统(能源合同管理项目)，制冷机组为离心式制冷机组，制冷量600冷吨。2008年改造为水系统中央空调，改造项目投入运行后，通过测试，得出以下几点：

　(1)满足设计要求。低谷时段所蓄的冷量，可以满足该大楼白天3～4h空调所需的冷量。

　(2)移峰填谷。在高温条件下，水蓄冷可以移峰888kWh，减少平谷段860kWh，增加1554kWh低谷段电量;在一般温度下，水蓄冷可以移峰684kWh，减少平谷段1034kWh，增加1414kWh低谷段电量，创造了社会效益和环境效益。

　(3)经济效益：在高温条件下，每天节约电费1988元;在一般气候下，节约1885元。

　(4)空调节能。节约电量3.6万kwh(不计发电厂的节煤量)，占原用电量的5.70%;电费33675.3元，占总节约费用(75万元)的4.49%。

　(5)保证并提高机组的安全可靠运行系数。

　4、增加小容量机组

　案例五E办公楼设计时为三大一小制冷机组，业主为了节省投资改为三台大机组，投入运行后，在低负荷时，机组无法启动或者喘振。通过增加两台风冷热泵机组才满足大楼的正常供冷以及设备的正常运行。

　二、空调循环泵改造技术

　(一)空调循环泵变频改造的条件

　根据空调水系统的特点，借助智能自控技术、高速可靠的网络通讯技术及先进的控制软件，对空调水泵用基于计算机网络的'智能控制变频技术。主要应具有以下优点：实时跟踪空调负荷，减少冷冻水、冷却水用量，减少能耗与运行费用;减少空调水系统设备的振动和磨损，延长设备的使用寿命;可以实现对水泵电机的?软启动?、?软停机?，减少电流对电机的冲击;提高电机的效率，改善其运行条件;降低电机和冷却塔的噪声。

　(二)工程实例概述

　案例六某高层商用写字楼，总建筑面积3.8万m2。大楼的中央空调系统冷热源用两台600RT离心式冷水机组供冷，冬天由一台2.5t的燃油锅炉供暖，其它设备。

　由于气候状况与室内热源变化，改造前，5月、9月运行一台主机，冷却水泵两台，一台冷冻水泵，一台冷却塔(四台风机);7月、8月运行两台主机，两台冷冻泵，四台冷却泵，四台冷却塔(六台风机)。

　控制水平停留在人工操作运行台数，水系统流量仅能在50%或100%运行。针对?大流量，小温差?运行状况进行节能改造，对两台冷冻水泵、两台冷却泵变频调速控制(设计要求，为避免变频水泵空转与倒流，不允许工频泵与变频泵同时运行)。冷热源控制系统的通信协议用过程现场总线，控制器的算法用模糊控制，水泵的运行状态以及中央空调系统中的主要过程参数实现界面集中监控。

　(三)改造效果分析

　1、测试结果

　通过测试，可以得出以下几点：

　(1)节能。制冷系统总节电率为24.85%。冷冻水泵、冷却水泵用了模糊变频控制，不仅节省了水泵的用电量，而且提高了机组的能效比，1#机组能效比提高了12.79%，2#机组能效比提高了10.51%。

　(2)具有经济效益。写字楼中央空调部分年用电58万元左右，按改造后年节省24.85%的费用计算，则每年至少节省14.41万元。投资3～4年完全能回收。

　(3)降低了冷凝温度，提高了机组安全运行的可靠性。

　(4)增大了供回水温差。1#机组：变频运行，冷却水温差为3.0℃，冷冻水温差3.6℃;工频运行，1#机组冷却水温差为2.4℃，冷冻水温差1.812。2#机组：变频运行，冷却水温差为2.4℃，冷冻水温差3.7℃;工频运行，2#机组冷却水温差为1.6℃，冷冻水温差2.3℃。

　(5)减少了水流量。1#机组减少了27.25%.2#机组减少了27.93%。

　(6)提高室内温度的控制精度。在变频控制下，房间温度24.2℃;工频控制下，房间温度23.9℃。

　2、考核说明

　经过近一年的运行，系统运行正常，但有两点需要说明。

　(1)实际节电率为20.5%。主要原因为：改造前，中央空调水系统的运行状况处于节约型节能，也就是说，在某些时段不满足室内空气舒适度的要求(设备停止运行);改造后，系统根据室内舒适度运行，提高了环境服务质量。

　(2)没有考虑具体工程的实际情况，冷却水泵的频率下限值调得太低。重新设定冷却水泵的频率下限值，机组工作正常。

　三、结论

　通过以上的讨论，既有中央空调水系统的节能技术有：主机变频、空调泵变频、水蓄冷、高效泵。非线性、大滞后的中央空调水系统适合用智能控制算法。多项工程节能改造表明：中央空调水系统的各项节能率为20.5%～31%，不到三年即可回收节能投资，而且空调系统运行正常，室内温湿度满足要求。

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中央空调节能措施

（一）水输送系统节能

1.减少阀门使用次数，及时清洁过滤器

中央空调内非常重要的阻力零部件即为阀门与过滤器。因此，在中央空调正常运行管理过程中，还应及时定期做好过滤器的清洗工作，以防被沉淀杂质等堵塞，让水流阻力升高。此外，因阀门的主要职能即是调节与平衡各支路阻力，保证所有支路均有足够的水流量。而此过程中阀门的阻力又会增加水泵扬程与能耗，因此要尽量减少阀门使用次数，科学调节阻力频率。

2.取消冷却水池，降低水泵能耗

我国现有的中央空调的构造中均使用了开式冷却水系统，此系统内冷却水泵不仅需克服流动阻力，还需为冷却水高位输送提供足够能量。因此，降低中央空调能耗的另一可行措施即是取消冷却水池，将水管与冷却水泵入口直接相连，将原来的开式冷却水系统变换为闭式冷却水系统，那么冷却水泵也就需要在因为水位差而提供能量，最终降低水泵耗能。

（二）冷热源节能措施

1.精确计算，降低冷负荷

冷热负荷是制冷制热电器设备规格型号的选择依据，也是中央空调系统内最基本的数据值。若降低冷负荷，便能够缩小供热锅炉、空调箱等电器设备的型号，型号减小后，配电功率与耗电能会不断降低，进而减少成本投资。可见，降低冷负荷是可行的节能措施。而冷负荷的降低还需要技术人员综合考虑建筑窗户、外墙、设备负荷、冷负荷指标、灯光等多个因素，正确估算，保证中央空调在低效率、低负荷条件下运行，进而减少能耗。

2.科学配置冷热机组、降低空调能量

冷热水机组整年的运行负荷情况是中央空调设计与选择的关键。从生态环境保护视角，我国已有相关法律法规制度明确规定，冷热水机机组台数不能过多，需与中央空调的正常运行调节能力相匹配。如中央空调选择450RT机组，各机负荷比即为84.2%，如选择1000RT机组运行，各机负荷比为65.3%。可见，正确选择机组数量非常重要。那么工作人员在设计过程中，就应严格执行法律法规要求，以防机组过多或过少，若机组过多，还可能会降低单机容量，机组COP降低，能耗增加，同时也增加了配置的循环水泵，增加了并联水泵数量，最终所占机房面积非常大，增加了绝对故障点数量。因此，科学配置冷热机组是空调能量降低的有效措施。此外，还需防治错误使用多机头机组的方式，尽可能的降低启动电流，已达到降低空调能量的目的。

（三）正确使用冷却塔

冷水塔主要是指冷却水经由冷却塔，与空气换热的过程中，也在进行质量交换。冷却塔在建筑物中央空调内节能方面发挥了重要作用，现今得到广泛应用的是湿式冷却塔。整个运行过程中，冷却水经由冷却塔与外界空气同时完成了能量与质量的双重交换。因此，冷却塔有显热与潜热两类，若换热量均是水的潜热，冷却水将快速下降6℃，最终蒸发的总水量不及总供水量的1/100。此外，影响中央空调中冷却塔选择的因素较多，包括需冷却的热负荷、接近度、湿球温度等。因此，中央空调制冷空调系统中，应正确选择、安装、使用冷却塔，以求通过大气冷源，再由板式换热器间接制冷，从而降低能量。

（四）末端控制器智能化控制系统设计节能

我国对各个单位功率制冷与热量标准有严格规定，大多数中央空调末端装置均为FC，不少企业技术能力有限，一味加大风机与电机来满足冷热量指标，最终使得能耗功率持续增加，因此我国还应改进与优化产品能耗指标，要求中央空调末端控制器用智能化控制系统设计节能。智能化控制硬件系统的组成模块为：GSM/GPRS射频模块、16C550串行接口、CPU中央处理单元、输入输出单元等，可科学调整室内送风量，调节室内温度，最终降低能耗。

常规的中央空调系统在选型时都会预留10%-20%的余量，我们做节能考虑到的是需供冷（热），把多余的冷（热）量节省下来。有些人光想着在水泵装个变频器就能节到电，但这个做法只能节省一部分的用电，还有一部分电是浪费掉的。只有通过详细的数据集和双方的沟通，再通过智能控制装置（智能控制装置都是量身定做的）实现更好更全面更精准的节能措施。